焊接装置的制作方法

专利名称：焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对安装有电子元器件的印制电路板进行焊接的装置。
在波峰焊接装置中采用各种类型的泵，例如包括离心泵、螺旋泵、旋转叶片泵和活塞泵在内的机械泵，以及包括感应式电磁泵和传导式电磁泵在内的电磁泵。
各种类型的泵均有优点和缺点。例如，机械泵的效率高，能以很小的转换损耗将驱动电机的输入能量转换成传送能量。然而，由机械泵传送的熔融焊料的流动不稳定且易于波动。
另一方面，电磁泵的优点是能够形成稳定、平滑的熔融焊料流，但其通常效率不高，并且要以较大的转换损耗来将输入能量转换成传送能量。另外，电磁泵具有运动磁场发生机构，即包括有运动磁场发生线圈和铁心的磁路，它会产生大量的泄漏磁场，使得操作人员暴露在比在自然中承受的更大的磁场中，或者是在电子元器件、尤其是在具有线圈且安装在印制电路板上的电子元器件中产生感应电流，此感应电流会对用于微功率且具有低耐压的半导体元件产生损伤或应力，或者在最坏的情况下使之破裂。电阻器(R)、电容器(C)和线圈(L)是构成电子电路的基本无源元件，可用于几乎所有的电子电路中。因此，线圈不是专用的电子元器件。
对要输送的介质直接施加电磁力以在其中产生推力并将此推力用作传送力和吸力的直线电磁泵(LEP)大致上分成两类感应式和传导式。通常来说，无须使电流从待输送的介质中通过的感应式泵得到广泛的应用。
感应式电磁泵包括FLIP型(扁平型直线感应电机)、ALIP型(环形直线感应电机)和HIP型(螺旋型感应电机)。各种类型的泵都具有其特殊的结构。
在例如日本特许公报JP-A-S49-65934和JP-A-S58-122170、国际专利申请WO97/47422以及日本特许公报JP-H11-104817中已经提出了采用FLIP型电磁泵的波峰焊接装置。在日本特许公报JP-A-S58-122170和JP-H11-104817所介绍的装置中，设置了用于防止磁场发生线圈过热的装置。也就是说，磁场发生线圈安装在容易冷却并且可用冷却风扇等对其供应冷空气的位置处，使得运动磁场发生线圈的温度不会超过其能承受的温度。线圈可承受的温度通常取决于线圈绝缘层可保持并固定的最高温度。
磁场发生线圈的温度升高归因于电流在线圈自身中流动所引起的铜损和在缠绕有线圈的铁心中产生的涡流所引起的铁损。另外，磁场发生线圈的温度升高还由从容纳有焊料的焊料容器中传来的热量所引起。
通常来说，用于焊接电子元器件的波峰焊接装置必须形成宽度至少为20mm、长度至少为350mm和高度为4-10mm的焊料的突出波形，以保证突出波形和印制电路板之间的足够的接触时间，从而使印制电路板可被焊料很好地润湿。因此，用于产生这种突出波形的感应式电磁泵(在下文中将简称为“电磁泵”)通常最多需要几千瓦的输入功率。
如国际专利申请WO97/47422所述，对焊料施加运动磁场以产生推力、更具体地说是传送力和吸力的电磁泵的流动通道窄且长(例如宽度为几毫米而长度为几十厘米)，而且其必须被尽可能地清理干净。也就是说，必须将用于产生突出波形的喷嘴取下，并通过插入长且薄的棒或类似装置来刮擦尘垢，例如粘附在其上的熔渣。在其中还介绍了流动通道也可通过回流来进行清洁。
熔渣是焊料等的氧化物，其具有很强的粘性，因此一旦粘附上就通常不会自行掉落。因此，当熔渣开始粘附在电磁泵的流动通道上时，其逐渐地积聚并变大。沉积物会堵塞流动通道内的焊料流动，引发不均匀的流动，因此在喷嘴上形成的突出波形在高度上变化且其量也在波动，导致了工件如印制电路板的焊接质量下降。
电磁泵不具有可动部件如旋转或往复移动的部件，不具有可承受由运动引起的磨损的部件，不具有运动机构如用作旋转驱动装置的电机和用作往复驱动装置的流体压力驱动机构。然而在电磁泵中，泵排量即相对于输入电功率的工作量较低，其能量效率不及由旋转电机驱动的旋转泵的一半。因此，与传统的波峰焊接装置相比，采用电磁泵的波峰焊接装置消耗了大量的能量。因此，由于在电磁泵中产生的大部分能量耗损作为热量而辐射出去，因此有必要采用强迫冷却装置如冷却风扇，以便将热量排放到大气中。
另外，为了形成具有所需幅度的突出波形，需要向电磁泵输入最多几千瓦的能量，以便对焊料施加非常强的运动磁场。这就引起了来自运动磁场发生线圈和铁心周边的大量泄漏磁场。
泄漏磁场是一个交变磁场，其振幅比自然中所见的磁场大得多。因此，操作人员在电磁泵附近工作时必须很小心。另外，当泄漏磁场作用在安装于印制电路板上的电子元器件上时，在具有线圈的电子元器件中会产生感应电流，此电流会对用于微功率的半导体元件、尤其是用于低电压的半导体元件产生损伤或应力，或者在最坏的情况下使之破裂。特别是，当电磁泵如同日本特许公报JP-A-S49-65934和国际专利申请WO97/47422等那样设置在用于伸出焊料波形的开口之下时，作用在电子元器件上的泄漏磁场最大。
而且如前所述，电磁泵具有窄且长的流动通道，其允许尘垢如熔渣在短时间内粘附和沉积，因而实际上需要进行频繁的清洗。另外，每次清洗时必须取下喷嘴，必须将长且薄的棒插入到窄且长的流动通道中以刮擦掉所有粘附在上面的熔渣。这是十分困难且效率低的工作，这是因为如前所述，熔渣的粘附性很强，在实际中回流效应很难影响到已粘附并沉积在流动通道中的熔渣。
而且，还担心会由泄漏磁场产生杂散电流，此电流流入到突出波形中并随后流入到作为待焊接工件的印制电路板中。
根据本发明，提供了一种用于焊接印制电路板的焊接装置，包括用于容纳熔融焊料的焊料容器；设置在所述容器中的喷嘴，其具有位于一端的第一开口和位于另一端的第二开口，所述第一开口设置在容纳于所述容器中的熔融焊料的表面层之上；和固定在所述容器中的电磁泵，其包括在其中形成了焊料流动通道的管形件，其具有入口和与所述喷嘴的所述第二开口相连的出口，使得熔融焊料可从所述入口经所述通道流到所述出口，一个或多个铁心，和一个或多个电激励线圈，所述管形件、所述铁心和所述线圈设置在位于所述熔融焊料的表面层之下的位置处，并设置成在所述线圈被电激励时可在所述通道中产生运动磁场，因此熔融焊料从所述入口供应到所述出口，并从所述喷嘴的所述第一开口中伸出以形成焊料波形。
在如上构建的焊接装置中，由于整个电磁泵浸入在容纳于焊料容器内的焊料中，在电磁泵中产生的所有损耗即热能均传递到焊料中并用作加热焊料的能量，不会有任何能量泄漏到焊料容器之外。
由于电磁泵中产生的损耗用作加热焊料的能量，因此可以减小提供给焊料加热装置中的能量。也就是说，提供给电磁泵和加热装置中的所有能量被供应给焊料容器中的焊料，几乎没有能量作为废品排放出去。这可以极大地提高焊接装置的整体能量效率。
围绕电磁泵的焊料用作防止泄漏磁场并使之衰减的短路环(其也称为“短路带”，在电源变压器的领域中已众所周知)，因此从电磁泵中泄漏出的磁场无法从焊料容器或焊料表面中泄漏出。由于没有磁场能泄漏到焊接装置的外部，因此可以防止操作人员、印制电路板及安装在其上的电子元器件受到泄漏磁场的不利影响。
由外壳17支撑的焊料容器1具有包括底壁2的容器壁3，沿容器壁设置了加热器4，用于加热焊料容器1中的熔融焊料5并将熔融焊料5保持在所需的温度。在容器1中还设置了与温度控制装置6电连接的温度传感器7。因此，熔融焊料5的温度由温度控制装置6控制在预定的范围内，温度控制装置6读取温度传感器7的检测结果并控制提供给加热器4的电功率。
在容器1中还设置了喷嘴8，其一端设有带第一开口37的喷射件15，另一端形成了第二开口21。喷嘴的形状和方位并无特别限制，只要第一开口37处于容纳于容器1中的熔融焊料5的表面层5a之上且第二开口21处于表面层5a之下。因此，虽然在

图1所示的特定实施例中喷嘴垂直地设置，但是如果需要的话，喷嘴8也可以设置在倾斜的位置上。
喷嘴8具有悬挂在焊料容器1的上边缘1a上并由螺钉10固定住的悬挂支撑件9。在悬挂支撑件9上设置了把手11，用于将喷嘴8从焊接容器1中拉出。
在所示的特定实施例中，喷射件15与喷嘴8分开地形成，并可拆卸地安装在喷嘴8的中间部分16处。喷射件15通过插入到套筒39中的螺钉38固定住。固定螺钉38位于焊料5的表面层5a之上以便进行更换。虽然未示出，但是可在喷射件15中设置包括有孔板等的流动顺畅装置。通常来说，喷射件15根据印制电路板(未示出)的类型即电子元器件的安装情况而变化，使得可以形成能得到最佳焊接质量的最佳形状的突出波形。喷嘴8中还设置了流动导板41，用于使焊料5的流动更顺畅。
在喷嘴8的下方设置了ALIP型电磁泵12，其具有由螺钉22固定到悬挂支撑件9上的外壳。泵12具有非磁性的管形件20a，其中形成了通道20并具有入口或吸入端口34以及与喷嘴8的第二开口21相连的出口或排放端口13，使得熔融焊料5可从入口34经通道20流到出口13。
ALIP型电磁泵12具有设于管形件20a内的芯棒19，使得形成于其之间的通道20为环形形状。围绕着管形件20a设置了封装的外部芯件18，线圈42即缠绕于其上。管形件20a、铁心19和18以及线圈42均设置在低于焊料5的表面层5a的位置处，并设置成当线圈42被电激励时可在环形通道20内产生运动磁场，因此熔融焊料5从入口34供应到出口13，并从喷嘴8的第一开口37中伸出，从而形成焊料波形27。具有如图1所示结构的ALIP型电磁泵12被称为直通型，这是因为位于其中的流动通道20为直的。
在容器1内设置了布线管28，通过它可以设置用于将电磁泵12的线圈42与多相交流电源(如VVVF三相逆变电源)29电连接且将多相交流电源供应给线圈42的电线。多相交流电源29设置成使得通过与控制装置30的联系就可以任意地调节输出电压和频率。控制装置30包括计算机系统，并包括命令操作部件如键盘和显示部件如LCD。多相交流电源29的操作由来自命令操作部件的指令来控制。
这里略去了对ALIP型电磁泵12的线圈42和外部芯件18的结构的具体介绍，这是因为这种结构在本领域内是众所周知的，并在例如日本已审查的专利申请JP-B-H05-57821中已有介绍，此专利申请通过引用结合于本文中。
中央芯棒19可取出地支撑于管形件20a内。图2显示了从管形件20a内取出的芯棒。芯棒19具有带凸台19a的外周表面，其可与形成于管形件20a的内周面上的L形挡台相接合，使得通过插入和旋转芯棒19，就能够可拆卸地固定住芯棒19。
芯棒19具有上端，把手25从上端处向上延伸到喷嘴8中，使得当泵12停止时把手25的尖端位于焊料5的表面之上。在把手25的中间部分处设置了扩大部分或隆起36，使得从电磁泵12的出口13中传送出的焊料5的流体能均匀地分散开。
如图3所示，熔融焊料的突出波形27形成于位于喷射件15的第一开口37两侧的导板16上。在图2中，突出波形27以虚线示出，清楚地显示了喷射件15的结构。
焊料5的熔点取决于其类型。例如，传统的锡-铅焊料(例如，铅占37％的重量百分比，余量为锡)的熔点约为183℃，无铅的锡-锌焊料(例如，锌占9％的重量百分比，余量为锡)的熔点约为199℃，以及锡-银-铜焊料(例如，银约占3.5％的重量百分比，铜占约0.7％的重量百分比，余量为锡)的熔点约为220℃。
因此，在印制电路板的焊接中使用的焊料5的温度根据焊料5的类型而变化。然而，考虑到将安装到印制电路板上的电子元件可承受的温度，焊料5可在约220-260℃的温度范围内使用。
因此，浸入在熔融焊料中的电磁泵12必须能够承受至少高于焊料5的熔点的温度。更具体地说，希望电磁泵12能够承受约220-260℃的温度。
电磁泵12能够承受的温度取决于磁场发生线圈的绝缘层可承受的温度。云母-氧化铝复合绝缘层可提供在650℃下为3×105小时的使用寿命(关于高温下云母-氧化铝复合绝缘层的电压寿命的研究，MITSUI Hisayasu，KUMAZAWA Ryoji，AIZAWA Rie，OKAMOTOTatsuki，ITO Tetsuo和KANAGAMI Masaki，A Publication of Funda-mentals and Materials Society，第117-A卷，第8期，1997)，它可以合适地用于本发明的目的。
因此，这样构成的焊接装置如下所述地操作。
当从多相交流电源29中供应电能时，在电磁泵12的焊料流动通道20中产生了运动磁场，使得焊料5被施加了与磁场运动方向相同的推力，并从入口34运动到出口13。因此，如图1和3中的箭头所示，焊料容器1中的焊料5供应到喷嘴8中，通过设置于把手25上的隆起36和流动导板41而变得平滑，从第一开口37中伸出以形成突出波形27，并返回到焊料容器1中。
虽然未示出，但是当具有待焊接的电子元器件的印制电路板在传送器上传送时，它将与突出波形27相接触。因此，焊料5供应给将焊接在印制电路板上的那些部分，并进行焊接。
当发现尘垢如氧化焊料和熔渣粘附到电磁泵12的流动通道20的内部时，泵12停止，使得把手25的尖端暴露在熔融焊料的表面之上。然后通过用夹持工具如钳子夹住其尖端可以将芯棒19取出。通过插入一个圆柱形刷子如由不易被焊料5润湿的材料如铝或碳制成的杯形刷子来清洗焊料流动通道20。内部芯棒19上的尘垢可用刷子或布容易地去除。因此，清洁十分容易并只需耗费很短的时间。
另外，环形流动通道20具有较小的允许熔渣粘附于其上的倾向，使得ALIP型电磁泵不必如FLIP型电磁泵一样需要那么频繁地进行清洗。
图4显示了本发明的第二实施例。在图4中，由与图1到3中相同的标号表示的部件具有相似的功能，因此对这些部件的介绍在这里不再重复。与温度传感器7和加热器4电连接的温度控制装置、用于激励线圈42的多相交流电源29以及控制装置30在此未示出。第二实施例与上述第一实施例的本质差别在于，虽然在第一实施例中电磁泵12设置成与喷射件15垂直对齐，但是在第二实施例中其位置稍稍偏移，如图4所示。在第二实施例中以标号8表示的喷嘴具有如图4所示的L形横截面。
也就是说，喷嘴8具有通常水平延伸的部分8a和紧接于此水平延伸部分8a的向上延伸的部分8b。喷嘴8的第二开口21形成于水平延伸部分8a的端部底壁，因此熔融焊料5通过环形通道20向上流动，然后通过水平延伸部分8a水平地流动，之后通过向上延伸部分8b向上流动。
水平延伸部分8a具有孔24，其位于其上侧的正好高于芯棒19的位置处。把手25从芯棒顶端向上延伸，经过喷嘴8的孔并终止于熔融焊料5的表面5a之上的位置。封闭件26固定在把手25上并与孔24紧密配合，因此通过旋转并向上拉动把手25，就可以从管形件20a中经孔24取下可拆卸地固定在管形件20a上的芯棒19。当芯棒19安装在如图4所示的位置上时，孔24被封闭件26所闭合。
在图4中，标号40为水平地设置在所述喷嘴的向上延伸部分8b内的流量控制孔板，用于使通过喷嘴8的熔融焊料的流动均匀。这一水平板40在第一实施例中无法设置，这是因为芯棒19通过喷射开口37而取出。
在第一和第二实施例中，考虑到易清洁性而采用了ALIP型电磁泵12。然而，如果需要的话也可以采用FLIP型电磁泵或HIP型电磁泵。对于FLIP型电磁泵，推力发生流动通道是一个细长的狭缝状流动通道，因此流动通道的易清洁性相对较低。另外，与ALIP型电磁泵相比，尘垢如熔渣也易于粘附。
图5是采用了FLIP型电磁泵43的第三实施例。在图5中，由与图1到3中相同的标号表示的部件具有相似的功能，因此对这些部件的介绍在这里不再重复。与温度传感器7和加热器4电连接的温度控制装置、用于激励线圈42的多相交流电源29以及控制装置30在此未示出。
FLIP型电磁泵43没有设置芯棒，其具有由扁平管形件46a形成的扁平狭缝状流动通道46。封装铁心44和缠绕在铁心44上的线圈45设置在扁平管形件的两侧。还有一种已知的FLIP型电磁泵，其中封装铁心设置于扁平管形件的一侧，而缠绕有线圈的封装铁心设置在另一侧。
图6显示了本发明的第四实施例。在图6中，由与图1中相同的标号表示的部件具有相似的功能，因此对这些部件的介绍在这里不再重复。与温度传感器7和加热器4电连接的温度控制装置、用于激励线圈42的多相交流电源29以及控制装置30在此未示出。第四实施例与上述第一实施例的本质差别在于，虽然在第一实施例中电磁泵12设置成与喷射件15垂直对齐，但是在第四实施例中以标号80表示的喷嘴具有如图6所示的L形横截面，而且电磁泵84设置成可将熔融焊料向下方输送。
设置在焊料容器1内并由悬挂支撑件9所支撑的喷嘴80的一端设置有带第一开口37的喷射件15，其另一端形成了第二开口90。喷嘴80具有通常水平延伸的部分81和紧接于此水平延伸部分81的垂直延伸的部分82。虽然在图6所示的特定实施例中喷嘴80的向上延伸部分82垂直地设置，然而如果需要的话此部分82也可以设置在倾斜的位置上。在喷嘴80的向上延伸部分82内设置了流动导板41和流量控制孔板40，用于使焊料5的流动顺畅并使其流动速度和方向稳定，因此在喷射件15的第一开口37之上可形成稳定、均匀的突出波形27。在容纳于容器1内的熔融焊料5的表面层5a之下设置了ALIP型电磁泵84，其具有固定在悬挂支撑件9上的外壳。泵84具有非磁性的管形件86a，其中形成了通道86并具有入口或吸入端口88以及与喷嘴80的第二开口90相连的出口或排放端口87，使得熔融焊料5可从入口88经通道86向下流到出口87。由于在第四实施例中喷射件15的位置远离电磁泵84，因此不会有杂散电流流向印制电路板。
ALIP型电磁泵84具有设于管形件86a内的芯棒85，使得形成于其之间的通道86为环形形状。围绕着管形件86a设置了封装的外部芯件89，线圈61即缠绕于其上。管形件86a、铁心85和89以及线圈61均设置在低于熔融焊料5的表面层5a的位置处，并设置成当线圈61被电激励时可在环形通道86内产生运动磁场，因此熔融焊料5从入口88供应到出口87，并经水平延伸部分81水平地流动，之后经向上延伸部分82向上流动，最后从喷嘴80的第一开口37中伸出，形成了焊料波形27。
电磁泵84可拆卸地固定在喷嘴80上。泵84具有位于出口87附近的凸缘91，当电磁泵84的出口87安装到喷嘴80的第二开口90中时，凸缘91与喷嘴80的水平延伸部分81的上表面相接合。如图7(b)和7(c)所示，泵84设有固定部分93，其与设置在喷嘴80上的固定件92相接合。因此，通过将固定部分93的凸起93a压入到喷嘴80上的固定件92的凹腔92a中，可以将电磁泵84固定在喷嘴80上。也就是说，当电磁泵84沿箭头①的方向移动而装入到喷嘴80的第二开口90中并且随后电磁泵84沿箭头②的方向旋转时，固定部分93的凸起93a被压入到固定件92的凹腔92a中，因此电磁泵84就固定在喷嘴80上。
中央芯棒85可取出地支撑于管形件86a中。图7(a)显示了从管形件86a内取出的芯棒。芯棒85具有带凸台85a的外周表面，其可与形成于管形件86a的内表面上的L形挡台相接合，使得通过插入和旋转芯棒85，就能够可拆卸地固定住芯棒85。
虽然未示出，但芯棒85的固定也可以通过其它适当的方式来进行，例如通过使设置于下述吸入导板96的侧周上的多个臂状杆与包括有位于电磁泵84上的L形槽的旋转钩机构相接合，可使芯棒85能容易地连接和脱离，或插入和抽出。
通过以与上述步骤顺序相反的步骤，可以容易地将电磁泵84从喷嘴80中取出。把手94从熔融焊料5的表面层5a中突出，以方便进行上述工作。当电磁泵84在熔融焊料5已经通过通常设置于焊料容器1的底部2的排泄阀排放出之后再被取出或固定时，可以不需要把手94。
当必须改变泵的最大排放量时，可容易地更换可拆卸地连接在喷嘴80上的电磁泵84。在用另一个具有不同设置的喷射件15来替代原有喷射件15以改变突出波形27的特征，从而满足要焊接的印制电路板的条件改变的时候，这种情况就会发生。
电磁泵84的管形件86a设置成使得流动通道86的轴线定位成穿过容纳于焊料容器1的焊料5的表面5a。因此在图6所示的特定实施例中，流动通道86正交于焊料5的表面5a，可拆卸地容纳于流动通道86中的芯棒85也定位在正交于焊料5的表面5a的方向上。
芯棒85具有在表面5a上方延伸的把手95。因此，通过沿箭头③的方向(图7(b))操作把手95，可以容易地将芯棒85从电磁泵84的入口88中抽出并将芯棒85插入到电磁泵84的入口88中。入口88为角形，使其具有较高的吸入效率并促进芯棒85插入到流动通道86中，即使当入口88位于焊料5之下且不可看见时也是如此。
由于在朝向焊料表面的电磁泵的吸入端口处会产生旋风状涡流，焊料表面上的周围空气就很可能被吸入，使得形成于喷出口之上的突出波形的高度发生波动。为了处理这一问题，在芯棒85的把手95上连接了盖状吸入导板(封盖件)96，用于引导焊料5的流动，并防止焊料5的表面5a上的污垢、空气或惰性气体吸入到将输送给泵84的焊料中。当周围空气通过入口88而被吸入时，形成于喷射件15的第一开口37之上的突出波形的高度发生波动，使得在焊接工艺中产生了例如印制电路板的焊接质量降低的问题。由于封盖件96允许熔融焊料从焊料容器的下部区域中吸入，因此就消除了周围空气被吸入的可能性，就可以形成稳定的突出波形。
只要电磁泵84的芯棒85的插入和取出在焊料5的表面5a上进行，电磁泵84就不必设置成如图6所示的芯棒85正交于焊料5的表面5a，而可以设置和固定成使芯棒85倾斜。
如图6所示，在喷嘴80的水平延伸部分81的底壁上可以设置一个小通孔83，其面积比喷射件15的第一开口37的面积小得多(例如为其1/10或更小)。即使在喷嘴80的底部设置了小通孔83，每单位时间从电磁泵84到喷射件15的焊料5的供应流量也不会受到显著影响，即形成于第一开口37之上的突出波形27也不会受到负面影响。相反，当设置于焊料容器1的底壁2上的排泄阀(未示出)打开以排放焊料容器1中的焊料5时，残留在喷射件15、喷嘴80和电磁泵12中的焊料5可以通过小通孔83而排放到焊料容器1的外部。也就是说，可以容易地对波峰焊接装置中的每一部件进行维护如清洗。
在此实施例的焊接装置中，包括有喷嘴80、喷射件15和电磁泵84的组件悬挂并固定在焊料容器1的上边缘1a上。因此，可以将此组件取出到焊料容器1之外，以对其进行维护如清洗。
图9显示了本发明的第五实施例。在图9中，由与图6中相同的标号表示的部件具有相似的功能，因此对这些部件的介绍在这里不再重复。与温度传感器7和加热器4电连接的温度控制装置、用于激励线圈42的多相交流电源29以及控制装置30在此未示出。图6所示第四实施例与图9所示第五实施例的本质差别在于，在第五实施例中附加地设置了用于通孔83的封闭结构。
喷嘴80的水平延伸部分81具有设置了下通孔83的底壁81b以及设置了与下通孔83轴向对齐的上通孔75的顶壁81a。杆98延伸通过上孔75，并具有带第一配合体97的低端，第一配合体97的形状可与下孔83形成装配接合以关闭孔83。上孔75的大小足以允许第一配合体97从中通过。杆98从熔融焊料5的表面层5a中突出，并在其上端具有把手99。在杆98上一个位置处设置了形状可与上孔75形成装配接合以便关闭孔75的第二配合体76，使得当第一配合体97安装在底壁81b的下孔83中时，第二配合体76可以关闭上壁81a的上孔75。
如图10所示，杆98的第二配合体76设有接合棒77，其适于安装到形成于上孔75的圆柱形导向部分79中的L形键孔78中。因此，通过操作把手99使杆98向下运动，然后转动杆98而使棒77与键孔78接合，就可以固定住杆98，同时第一和第二配合体97和76分别关闭上、下孔83和75。通过进行与上述步骤顺序相反的步骤可以将杆98从喷嘴80中抽出。
在容器1的底壁2上设置了排泄阀54，用于将焊料5从中排出。
图11显示了本发明的第六实施例。在图11中，由与图9中相同的标号表示的部件具有相似的功能，因此对这些部件的介绍在这里不再重复。与温度传感器7和加热器4电连接的温度控制装置、用于激励线圈42的多相交流电源29以及控制装置30在此未示出。图11所示第六实施例与图9所示第五实施例的本质差别在于，在电磁泵84的芯棒85上可操作地连接了用于位于喷嘴80的底壁81b中的通孔83的开闭装置。
也就是说，在第六实施例中设置了与电磁泵84的焊料流动通道86对齐的通孔83。同轴地设置于焊料通道86中的芯棒85具有从其底端通过出口87延伸出的下部棒85a。下部棒85a的底端设有配合体53，其可与通孔83相配合以关闭通孔83。
因此，当电磁泵84的芯棒85从其流动通道86中抽出时，配合体53从孔83中脱离。当芯棒85插入到电磁泵84中并固定住时，配合体53安装到通孔83中以关闭通孔83。
形成于喷嘴80的水平延伸部分81的底壁81b中的如上结构的通孔83可以从焊料5的表面5a的上方来打开和关闭。
在如图9和11所示的上述第五和第六实施例中，通过将配合体97或53从通孔83中抽出，可排出残留在喷嘴80中的焊料5，便于进行维护如清洁。通过操作位于焊料5的表面5a之上的把手99(图9)或95(图11)，可以容易地从焊料5的表面5a上方打开和关闭通孔83。
另外，当设置于焊料容器1的底部2的排泄阀54打开以排放焊料5且通孔83打开时，残留于喷射件15、电磁泵84和喷嘴80中的焊料5就可以从焊料容器1中排出。因此，可以对焊接装置中的每一部件进行维护如清洁。
图12显示了第七实施例，其中如第三实施例一样采用了FLIP型电磁泵62。在图12中，由与图9中相同的标号表示的部件具有相似的功能，因此对这些部件的介绍在这里不再重复。与温度传感器7和加热器4电连接的温度控制装置、用于激励线圈42的多相交流电源29以及控制装置30在此未示出。
FLIP型电磁泵62不具有芯棒，然而具有由扁平管形件66a形成的扁平狭缝状推力发生流动通道66。封装铁心65和缠绕在铁心65上的线圈71设置在扁平管形件66a的两侧。还有一种已知的FLIP型电磁泵，其中封装铁心设置于扁平管形件的一侧，而缠绕有线圈的封装铁心设置在另一侧。
虽然ALIP型电磁泵为圆柱形，但FLIP型电磁泵62具有矩形体的形状，并具有吸入端口(入口)69和排放端口(出口)63，其均具有较高纵横比的矩形形状，即狭缝状形状。因此，电磁泵62具有凸缘67和导板70，其分别具有与吸入端口69和排放端口63相对应的矩形形状。另外，形成于喷嘴80的水平延伸部分81的上壁中且安装有FLIP型电磁泵62的管形件66a的第二开口64也形成为狭缝状结构。FLIP型电磁泵62具有固定部分68，其可通过螺钉可拆卸地固定到喷嘴8中。自然地也可以采用螺钉以外的其它众所周知的连接和拆卸机构。
权利要求
1.一种用于焊接印制电路板的焊接装置，包括用于容纳熔融焊料的焊料容器；设置在所述容器中的喷嘴，其具有位于一端的第一开口和位于另一端的第二开口，所述第一开口设置在容纳于所述容器中的所述熔融焊料的表面层之上；和固定在所述容器中的电磁泵，其包括在其中形成了焊料流动通道的管形件，其具有入口和与所述喷嘴的所述第二开口相连的出口，使得所述熔融焊料可从所述入口经所述通道流到所述出口，一个或多个铁心，和一个或多个电激励线圈，所述管形件、所述铁心和所述线圈设置在位于所述熔融焊料的表面层之下的位置处，并设置成在所述线圈被电激励时可在所述通道中产生运动磁场，因此熔融焊料从所述入口供应到所述出口，并从所述喷嘴的所述第一开口中伸出以形成焊料波形。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述入口表示所述管形件的下端，使得所述熔融焊料可通过所述通道向上流动。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述管形件具有圆形截面，所述铁心包括设置在所述管形件内以在它们之间形成环形通道的芯棒，以及设置成围绕所述管形件的外部芯件，所述线圈缠绕在所述外部芯件上。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述喷嘴从所述第二开口朝向所述第一开口向上延伸。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述内部芯棒可拆卸地固定在所述管形件上。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括从所述内部芯棒的顶端向上延伸到所述喷嘴中的把手，使得所述内部芯棒相对于所述管形件的拆卸和连接可通过操作所述把手来进行。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述把手具有位于所述喷嘴内的径向扩大部分，以便控制从所述出口排放出的所述熔融焊料的流动。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述喷嘴包括基本上水平延伸的部分和紧接于所述水平延伸部分的向上延伸的部分，所述第二开口和第一开口分别形成于所述水平延伸部分和所述向上延伸部分中，使得所述熔融焊料通过所述环形通道向上流动，然后通过所述水平延伸部分水平流动，之后通过所述向上延伸部分向上流动。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位于所述水平延伸部分的上侧的孔、从所述芯棒的上端经所述孔向上延伸到所述喷嘴之外的把手，以及固定在所述把手上并与所述孔相接合以关闭所述孔的封闭件，所述芯棒可拆卸地固定在所述管形件上，使得可以通过所述把手的操作来将所述芯棒从所述管形件中取出或插入所述管形件中。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括水平地位于所述喷嘴的所述向上延伸部分内的流量控制孔板，用于使经过所述喷嘴的所述熔融焊料的流动均匀。
11.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述通道为狭缝形式，所述铁心和线圈设置在所述狭缝通道的两侧上。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括水平地位于所述喷嘴内的流量控制孔板，用于使经过所述喷嘴的所述熔融焊料的流动均匀。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷嘴包括基本上水平延伸的部分和紧接于所述水平延伸部分的向上延伸的部分，所述第二开口和第一开口分别形成于所述水平延伸部分和所述向上延伸部分中，而且所述入口表示所述管形件的上端，使得所述熔融焊料通过所述环形通道向下流动，然后通过所述水平延伸部分水平流动，之后通过所述向上延伸部分向上流动。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述管形件具有圆形截面，所述铁心包括设置在所述管形件内以在它们之间形成环形通道的芯棒，以及设置成围绕所述管形件的外部芯件，所述线圈缠绕在所述外部芯件上。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述内部芯棒可拆卸地固定在所述管形件上。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括从所述内部芯棒的顶端向上延伸的把手，使得所述内部芯棒相对于所述管形件的拆卸和连接可通过操作所述把手来进行。
17.根据权利要求13到16中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位于所述水平延伸部分的下侧的通孔。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于打开和关闭所述孔的装置。
19.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位于所述水平延伸部分的下侧的通孔、从所述内部芯棒的下端向下延伸并具有与所述孔相接合的端部的插塞件，使得所述通孔在所述内部芯棒与所述管形件相连接时保持关闭，而在所述内部芯棒与所述管形件脱离时打开。
20.根据权利要求13到19中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括水平地位于所述喷嘴的所述向上延伸部分内的流量控制孔板，用于使经过所述喷嘴的所述熔融焊料的流动均匀。
21.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述通道为狭缝形式，所述铁心和线圈设置在所述狭缝通道的两侧上。
22.根据权利要求13到21中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设置在所述入口上的盖板，其形状可防止位于所述表面层附近的一部分所述熔融焊料输送到所述入口中。
23.根据权利要求13到22中任一项所述的装置，其特征在于，所述电磁泵可拆卸地固定在所述喷嘴的所述水平延伸部分上。
全文摘要
一种用于焊接印制电路板的焊接装置，包括用于容纳熔融焊料的焊料容器、设置在容器中并具有第一开口和第二开口的喷嘴，以及固定在容器中的电磁泵，其包括在其中形成了焊料流动通道的管形件，其具有入口和与喷嘴的第二开口相连的出口。泵具有铁心和圈，其设置在位于熔融焊料的表面层之下的位置处，并设置成在线圈被电激励时可在通道中产生运动磁场，因此熔融焊料从入口供应到出口，并从喷嘴的第一开口中伸出以形成焊料波形。
文档编号B23K3/06GK1418051SQ0214990
公开日2003年5月14日 申请日期2002年11月1日 优先权日2001年11月1日
发明者鸟羽秀明 申请人:日本电热计器株式会社